Modeldan dudukan pisau mesin ada 2 macam yakni : Model flat Model claw ( kuku macan ) Pada gambar diatas adalah rotor dengan model pisau flat , jenis flat ini cocok digunakan untuk menghancurkan plastik jenis lembaran . Yang perlu diperhatikan pada dudukan pisau adalah sudut kemiringan pisau .
ArticlePDF AvailableAbstractSampah merupakan masalah yang belum terselesaikan dimana 14% dari jumlah 30% sampah anorganik merupakan sampah plastik. Upaya dalam mengelola sampah plastik yaitu mengurangi ukuran sampah plastik untuk di kelola. Mesin pencacah plastik merupakan alat yang digunakan untuk mengurangi ukuran sampah plastik. Salah satu komponen penting dalam mesin pencacah plastik yaitu pisau. Penentuan bahan pada penggunaan pisau adalah salah satu langkah dalam proses pembuatan pisau. Simulasi model dalam pemilihan bahan dapat digunakan untuk memprediksi bahan yang tepat secara segi mekanis. Penelitian yang telah dilakukan memiliki tujuan menentukan bahan yang efektif dengan menggunakan FEM dari segi pemenuhan standar karakteristik desain mekanis dari desain pisau. Hasilnya semua bahan yang diajukan memenuhi syarat desain dalam pembuatan pisau dengan kondisi pembebanan operasi. Namun, bahan yang direkomendasikan secara segi teknis mekanik dalam pembuatan pisau pencacah plastik yaitu JIS SUP 9. Hal tersebut dikarenakan memiliki nilai Equivalent Von-Mises Stress 27,695 x 10-2 MPa, Equivalent Elastic Strain 12,882 x 10-7 m/m, Total Deformation 17,722 x 10-10 m dan Safety Factor 15 hasil simulasi yang optimal dari bahan lainnya. Discover the world's research25+ million members160+ million publication billion citationsJoin for freeContent may be subject to copyright. SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 85 PENERAPAN METODE ELEMEN HINGGA DALAM PEMILIHAN BAHAN PADA DESAIN PISAU MESIN PENCACAH PLASTIK AN APPLICATION FINITE ELEMENT METHOD IN MATERIAL SELECTION FOR PLASTIC BLADE CRUSHER MACHINE Rizqi Ilmal Yaqin1, Bambang Hari Priyambodo2, Angger Bagus Prasetiyo3, Mega Lazuardi Umar4 1Program Studi Permesinan Kapal, Politeknik Kelautan dan Perikanan Dumai, Dumai, Indonesia 2Program Studi Teknik Mesin, Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta, Sukoharjo, Indonesia 3Jurusan Teknik Mesin, Institut Teknologi Nasional Yogyakarta, Sleman, Indonesia 4Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Negeri Banyuwangi, Banyuwangi, Indonesia email Received 31 Mei 2021 Accepted 04 Agustus 2021 Published 04 Agustus 2021 © 2021 SJME Kinematika All Rights Reserved. Abstrak Sampah merupakan masalah yang belum terselesaikan dimana 14% dari jumlah 30% sampah anorganik merupakan sampah plastik. Upaya dalam mengelola sampah plastik yaitu mengurangi ukuran sampah plastik untuk di kelola. Mesin pencacah plastik merupakan alat yang digunakan untuk mengurangi ukuran sampah plastik. Salah satu komponen penting dalam mesin pencacah plastik yaitu pisau. Penentuan bahan pada penggunaan pisau adalah salah satu langkah dalam proses pembuatan pisau. Simulasi model dalam pemilihan bahan dapat digunakan untuk memprediksi bahan yang tepat secara segi mekanis. Penelitian yang telah dilakukan memiliki tujuan menentukan bahan yang efektif dengan menggunakan FEM dari segi pemenuhan standar karakteristik desain mekanis dari desain pisau. Hasilnya semua bahan yang diajukan memenuhi syarat desain dalam pembuatan pisau dengan kondisi pembebanan operasi. Namun, bahan yang direkomendasikan secara segi teknis mekanik dalam pembuatan pisau pencacah plastik yaitu JIS SUP 9. Hal tersebut dikarenakan memiliki nilai Equivalent Von-Mises Stress 27,695 x 10-2 MPa, Equivalent Elastic Strain 12,882 x 10-7 m/m, Total Deformation 17,722 x 10-10 m dan Safety Factor 15 hasil simulasi yang optimal dari bahan lainnya. Kata Kunci pisau, pemilihan bahan, FEA, mesin pencacah plastik Abstract Garbage is an unresolved problem where 14% of the 30% inorganic waste is plastic waste. Efforts in managing plastic waste are reducing the size of plastic waste to be managed. The plastic chopping machine is a tool used to reduce the size of plastic waste. One of the important components in a plastic chopping machine is a knife. Determining the material used for the knife is one of the steps in the knife-making process. Model simulation in material selection can be used to predict mechanically correct materials. The research that has been carried out has the aim of determining the effective material using FEM in terms of meeting the standard mechanical design characteristics SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 86 of the blade design. As a result, all of the materials submitted meet the design requirements in the manufacture of knives under operating loading conditions. However, the recommended material in terms of technical mechanics in making plastic chopping blades is JIS SUP 9. This is because it has an Equivalent Von-Mises Stress value 27,695 x 10-2 MPa, Equivalent Elastic Strain 12,882 x 10-7 m / m, Total Deformation 17,722 x 10-10 m and Safety Factor 15 optimal simulation results from other materials. Keywords blade, material selection, FEA, plastic crusher machine DOI How to cite Yaqin, Priyambodo, Prasetiyo, & Umar, “Penerapan Metode Elemen Hingga dalam Pemilihan Bahan pada Desain Pisau Mesin Pencacah Plastik”. Scientific Journal of Mechanical Engineering Kinematika, 62, 85-98, 2021. PENDAHULUAN Sampah di Indonesia merupakan masalah yang belum terselesaikan. Seiring dengan bertambahnya penduduk, volume sampah yang dihasilkan juga akan mengalami kenaikan. Komposisi sampah yang dihasilkan dari kegiatan manusia yaitu 60-70% sampah organik dan 30-40% sampah non organik dengan 14% sampah non organik adalah sampah plastik [1]. Disisi lain, Indonesia merupakan negara peringkat kedua dunia yang menghasilkan sampah plastik di laut dengan laju 0,52 kg sampah/ orang/ hari atau jika dikalkulasikan menjadi 3,22 MMT/tahun [2]. Beberapa upaya dalam penanganan sampah plastik yang melimpah di Indonesia telah dilakukan. Salah satu upaya yang sering dikenal yaitu 3R Reuse, Reduce dan Recycle. Upaya 3R dilakukan untuk memanfaatkan sampah plastik sebagai bahan daur ulang agar sampah plastik berkurang karena sampah plastik sangat berbahaya bagi lingkungan dan sulit untuk terurai [3]. Upaya awal dalam pengolahan limbah plastik agar dapat diolah menjadi bahan baku yaitu dengan memperkecil ukuran plastik tersebut agar seragam. Mesin pencacah plastik merupakan langkah awal sebagai alat agar sampah plastik dapat diproses selanjutnya [4]. Mesin pencacah plastik merupakan alat yang sering dimiliki oleh pengusaha plastik menengah ke atas. Oleh karena itu, beberapa peneliti sedang mengembangkan jenis mesin pencacah plastik yang efektif dan efisien dengan biaya yang relatif rendah. Teknologi pencacah plastik umumnya menggunakan mesin pencacah yang terdiri dari pisau-pisau yang bergerak dan diam. Beberapa mekanisme pencacahan dari mesin pencacah yaitu tipe penghancur [5] dan tipe gunting [6]. Pisau mesin pencacah sangat diperhatikan dalam proses pembuatannya karena terhubung dengan poros mesin sehingga menimbulkan gaya potong akibat putaran tersebut [7]. Hal ini menjadikan pisau mesin pencacah sangat diperhatikan dalam desain dan pembuatannya. Bahan merupakan salah satu aspek penting dalam desain suatu komponen mesin. Hal tersebut dikarenakan bahan memiliki peran penting terhadap kekuatan, kekakuan dan karakteristik lainnya dari sebuah desain komponen penting [8]. Pemilihan bahan adalah suatu tindakan awal yang mendasar dalam membuat desain suatu komponen. Hal tersebut dikarenakan terdapat jenis bahan yang sulit untuk dipilih sesuai dengan persyaratan desain dan karakteristik penggunaan komponen tersebut [9]. Pemilihan bahan sendiri merupakan salah satu bagian dari proses manufaktur dari desain komponen mesin. Tujuan dari pemilihan bahan untuk mencari bahan yang memiliki sifat yang sesuai dengan persyaratan yang dibutuhkan dalam proses desain komponen mesin [10]. Selain itu pemilihan bahan juga bertujuan untuk mencari nilai ekonomis dari desain komponen mesin. Beberapa tahun terakhir, peneliti banyak menghasilkan metode yang digunakan untuk strategi pemilihan bahan yang lebih baik dengan kebutuhan sifat dan karakteristik yang dibutuhkan. Selain itu metode pemilihan bahan yang tepat dapat mengembangkan SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 87 jenis bahan baru yang dapat diaplikasikan pada desain [9]. Pemilahan bahan pisau mesin pencacah plastik merupakan salah satu bagian dari proses pembuatan pisau mesin pencacah plastik. Beberapa penelitian telah menawarkan bahan-bahan yang sering digunakan pada pisau mesin pencacah plastik antara lain AISI 1045 [11], JIS SKD 11 [12], HSS 18% Cr, DIN 885, ST 37 [13] dan VCN 150. Bahan yang sering digunakan untuk pisau mesin pencacah ini memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing sehingga perlu dikaji lagi tentang efektifitas dan efisiensi pada mesin pencacah plastik. Beberapa cara untuk pengambilan keputusan dalam pemilihan bahan sebagai pisau mesin pencacah plastik telah dilakukan. Namun, korelasi dari segi teknis dan ekonomis pemilihan bahan masih belum diperhatikan. Dewasa ini, pemilihan bahan pada komponen mesin dengan mengembangkan menggunakan simulasi pemodelan mendapat ketertarikan para rekayasawan dan peneliti. Perancangan dari komponen yang bertujuan untuk masa pakai yang lama perlu adanya pemilihan bahan yang serius. Metode yang mudah dalam pemilihan bahan secara pemodelan yaitu Finite Element Method FEM[14]. FEM merupakan sebuah alat yang baik untuk memprediksi sistem mekanik, kondisi tegangan dan juga cara dasar dalam pemilihan bahan. Metode Elemen Hingga atau FEM menggunakan persamaan matematika sistematis untuk menghasilkan karakteristik dengan bantuan pemodelan komputer [15]. FEM pada dasarnya dapat digunakan untuk analisis statis komponen yang menghasilkan tegangan maksimum, deformasi dan regangan maksimum pada model. Pemodelan FEM terdiri dari beberapa bagian kecil elemen yang dipisahkan dengan node. Hubungan elemen dan node tersebut yang dapat dianalisis secara matematik. Semakin banyak jumlah elemen maka semakin akurat nilainya. FEM sendiri memiliki fasilitas untuk mengetahui sifat pembebanan dan prediksi dari perhitungan umur kelelahan suatu desain komponen [16]. Beberapa penelitian telah dilakukan dalam penggunaan pemilihan bahan pada desain komponen menggunakan metode FEM. Metode pemilihan dan verifikasi bahan pada excavator’s boom dapat menggunakan metode FEM dan secara teoritis. Hasil analisis boom excavator yaitu dengan desain merek tertentu dan bahan yang digunakan memenuhi syarat desain dengan menggunakan metode FEM [8]. FEM juga dapat digunakan untuk pemilihan bahan pembuatan gearbox casing [16]. Penggunaan FEM juga digunakan pada dunia biomedis untuk menentukan bahan dari komponen biomedis. Hasilnya penggunaan FEM dalam memprediksi bahan cukup optimal secara karakteristik mekanis dan mendapatkan rekomendasi bahan untuk pembuatan alat bantu biomedis [9], [14]. Selain itu penggunaan FEM dapat memprediksi kekuatan rangka dari komponen mesin sehingga dapat menentukan bahan yang cocok digunakan [10]. Oleh karena itu metode FEM dapat digunakan untuk rekomendasi pemilihan bahan pada suatu komponen mesin secara karakteristik desain mekanis. Berdasarkan paparan permasalahan diatas penggunaan FEM dapat digunakan dalam merekomendasikan bahan yang digunakan pada pembuatan pisau mesin pencacah plastik. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk menentukan bahan yang efektif dengan menggunakan FEM dari segi pemenuhan standar karakteristik desain mekanis dari desain pisau mesin pencacah plastik. Analisis FEM sendiri digunakan untuk pemilihan dilakukan untuk mengukur tegangan Von Misses, regangan, jumlah deformasi dan angka keamanan penggunaan pisau mesin pencacah plastik. METODE PENELITIAN Pembuatan model 3D pisau pencacah plastik menggunakan software Autodesk Inventor 2019 dengan mempertimbangkan spesifikasi teknis yang digunakan pada dudukan mekanisme pencacah plastik tipe gunting yang akan digunakan. Gambar 1. menunjukkan gambar mekanisme pemotongan mesin pencacah plastik. Desain dari pisau SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 88 mesin pencacah plastik menyesuaikan dari dudukan pisau dan mekanisme pencacah plastik. Penggunaan desain pisau mesin pencacah plastik disesuaikan dengan tingkat kemudahan pembuatan dari bahan baku dan tingkat kemudahan modifikasi dari pisau pencacah. Bentuk dan geometri dari desain pisau pencacah plastik dapat ditunjukkan pada Gambar 2. Dan Tabel 1. Pemodelan simulasi pemilihan bahan menggunakan software Workbench ANSYS dengan convert desain dari Inventor 2019 ke ANSYS Gambar 1. Mekanisme dudukan pisau pencacah plastikGambar 2. Desain bentuk pisau mesin pencacah plastik Tabel 1. Ukuran geometri desain pisau pencacah plastik Analisa simulasi pemodelan menggunakan metode elemen hingga dengan bantuan software ANSYS Pemilihan bahan pada model desain pisau pencacah plastik menjadi perhatian khusus pada simulasi model 3D pisau pencacah plastik. Penggunaan beberapa pilihan jenis bahan berdasarkan hasil survei pasar penggunaan bahan pada proses manufaktur pisau. Bahan yang sering digunakan sebagai pisau pencacah plastik yaitu SKD 11, VCN 150, JIS SUP 9 dan HSS 18%. Parameter masukan yang digunakan dalam analisa model pisau pencacah plastik ditunjukkan pada Tabel. 2. Semua bahan yang digunakan menggunakan bentuk isotropik. Analisa pemodelan juga dipengaruhi dengan sistem distribusi meshing pada model. Meshing pada model pisau pencacah plastik menggunakan tipe refinement dengan bentuk tetrahedral. Jumlah Node yang dihasilkan yaitu 30211 sedangkan jumlah Element sebanyak 14887. Bentuk meshing dan distribusi nya menggunakan skala halus di bagian yang memerlukan detail analisa. Bagian tersebut SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 89 berada pada bagian belokan yang tajam. Hal tersebut digunakan agar mendapatkan hasil perhitungan yang maksimal. Bentuk mesh dari pemodelan desain pisau pencacah plastik dapat ditunjukkan pada Gambar 3. Tabel 2. Sifat dari bahan pisau pada simulasi model Gambar 3. Meshing pada model pisau pencacah plastik. Gambar 4. Penentuan parameter a kondisi awal fixed support, b pembebanan pada model Gambar 4. a menunjukkan penentuan parameter kondisi awal model pisau mesin pencacah plastik. Penentuan kondisi awal proses simulasi model pisau mesin pencacah plastik menggunakan fixed support atau tumpuan tetap pada bagian sisi atas model pisau. Hal ini menunjukkan pada sisi pisau yang menerima tumpuan tetap merupakan bagian yang memiliki kontak/ tertempel langsung dengan sisi bagian tumpuan penggerak pisau mesin dinamis mesin pencacah plastik. Bagian tumpuan tersebut yang memiliki hubungan Penentuan kondisi awal fixed support Penentuan gaya yang bekerja SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 90 dengan mesin penggerak. Sedangkan kondisi pembebanan berada pada bagian sisi sebaliknya dari bagian kondisi awal. Gambar 4 b memperlihatkan bagian sisi yang terkena pembebanan sampah plastik. Model pembebanan yang digunakan pada simulasi model yaitu Force atau gaya. Kapasitas pembebanan pada kondisi simulasi menggunakan pembebanan terbesar kapasitas mesin yaitu 50 kg/jam. Kondisi kerja pada mesin pencacah pisau menggunakan kondisi sebenarnya dengan parameter yang di tunjukkan pada Tabel 3. Persamaan 1 menunjukkan konversi pembebanan terhadap gaya yang disimulasikan pada model pisau pencacah plastik. 2 Keterangan F = Gaya pembebanan N m = Massa plastik yang terbeban kg g = Konstanta gaya gravitasi m/s2 Hasil dari konversi pembebanan sesuai dengan persamaan 1 memiliki nilai sebesar 500 N. Pembebanan 500 N digunakan untuk masukan nilai pada bagian pembebanan model pisau. Tabel 3. Kondisi kerja pisau mesin pencacah plastik Hasil dari simulasi pemodelan atau bagian dari post processing pada simulasi pisau mesin pencacah plastik dengan beberapa parameter yaitu Equivalent Von Mises Stress, Equivalent Elastic Strain, Total Deformation, dan Safety Factor. Hubungan antara nilai Tegangan dan Regangan secara teoritis dapat direpresentasikan pada persamaan 2. 2 Keterangan = Tegangan yang terjadi Pa = Regangan m/m = Poison ratio = Modulus Young bahan GPa Sedangkan untuk perhitungan angka keamanan atau safety factor dari hasil simulasi model dapat menggunakan persamaan 3 [17]. 3 Keterangan N = Angka keamanan = Tegangan yield yang diijinkan bahan Pa = Tegangan maksimum yang diterima bahan Pa HASIL DAN PEMBAHASAN Equivalent Von Mises Stress Simulasi model pisau mesin pencacah plastik dengan menggunakan metode elemen hingga dapat memperhitungkan nilai suatu parameter secara sistematika. Hasil dari simulasi model pisau mesin pencacah plastik menggunakan analisa analisa tegangan statis dengan tidak menggunakan pengaruh dari getaran dan dinamika. Analisa tegangan pad desain sangat diperlukan menentukan posisi jika terjadi kegagalan pada desain komponen SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 91 mesin. Teori tersebut dapat diperkuat dengan menggunakan von mises. evaluasi dari teori von mises memprediksi pembebanan/ tegangan yang diterima pada bahan. Hasil dari pemodelan simulasi 3D menunjukkan adanya bentuk sebaran tegangan von mises pada model pisau mesin pencacah plastik dengan perbedaan jenis bahan yang digunakan dapat di tunjukkan pada Gambar 5. Bentuk sebaran dari tegangan von mises setiap variasi bahan menunjukkan daerah yang memiliki nilai tertinggi max pada simulasi pemodelan berada pada sisi dalam dan luar desain [18]. Fenomena ini dikarenakan memiliki dimensi yang lebih kecil dari pada bagian lainnya [19]. Hasil perbandingan equivalent von-mises stress dari berbagai bahan ditunjukkan Gambar 6. Berdasarkan hasil dari simulasi model terdapat nilai equivalent von-mises stress maksimum pada setiap jenis bahan HSS 18%, SKD 11, JIS SUP 9 dan VCN 150 secara berturut-turut yaitu 27,191 x 10-2 MPa; 28,733 x 10-2 MPa; 27,695 x 10-2 MPa dan 27,695 x 10-2 MPa. Sedangkan untuk nilai minimum equivalent von-mises stress setiap bahan secara berturut-turut yaitu 0,055 x 10-2 MPa; 0,054 x 10-2 MPa; 0,055 x 10-2 MPa dan 0,055 x 10-2 MPa. Nilai maksimum equivalent von-mises stress ditunjukkan dengan gambar warna merah sedangkan nilai minimum ditunjukkan dengan warna biru. Tegangan von mises dapat ditentukan dengan persamaan 4 [17]. 4 Proses perancangan pisau mesin pencacah plastik membutuhkan analisa kriteria tegangan von mises untuk menentukan tegangan pada titik tertentu pada daerah desain pisau yang menyebabkan kegagalan. Nilai efektif dari simulasi equivalent von-mises stress berada pada bahan HSS 18% dengan nilai maksimum yang diterima pada bahan paling yaitu sebesar 28,733 x 10-2 MPa. Fenomena itu menunjukkan bahan dengan equivalent von-mises stress maksimum yang rendah, maka bahan mampu memperkecil terjadinya kegagalan saat beroperasi [10]. Namun semua bahan yang disimulasikan masih pada keadaan aman karena masih berada di atas nilai batas tegangan bekerja yang diijinkan [20] pada bahan pisau mesin pencacah plastik. SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 92 Gambar 5. Hasil simulasi equivalent von mises stress pada model pisau dengan bahan a HSS 18% Cr, b SKD 11, c JIS SUP 9 dan d VCN 150. Gambar 6. Perbandingan equivalent von-mises stress pada berbagai jenis bahan Equivalent Elastic Strain Equivalent Elastic Strain merupakan luaran dari simulasi model dari pisau mesin pencacah plastik. Nilai dari Equivalent Elastic Strain sangat dipengaruhi oleh tegangan dan ukuran dari suatu model. Hasil dari Equivalent Elastic Strain hasil simulasi model pisau mesin pencacah plastik dengan variasi berbagai bahan ditunjukkan pada Gambar 7. Bentuk sebaran dari regangan tidak jauh dari hasil dari simulasi tegangan yang dihasilkan oleh simulasi dari pemodelan. Fenomena hasil simulasi model dikarenakan hubungan erat antara pembebanan yang bekerja dengan hasil tegangan dan regangan pada model [21]. Hal tersebut adanya korelasi dari hukum hooke pada suatu bahan [22] yang dapat ditunjukkan pada persamaan 4 4 Dimana adalah tegangan pada model, E adalah modulus young dari bahan dan regangan yang dihasilkan dari model. Persamaan hukum hooke membuktikan adanya perbandingan lurus antara tegangan dan regangan hasil simulasi model. SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 93 Gambar 7. Hasil simulasi equivalent strain pada model pisau dengan bahan a HSS 18% Cr, b SKD 11, c JIS SUP 9 dan d VCN 150 Gambar 8. Perbandingan equivalent elastic strain pada berbagai jenis bahan Hasil simulasi model pada Equivalent Elastic Strain dengan variasi berbagai bahan ditunjukkan Gambar 8. Berdasarkan hasil dari simulasi model didapatkan nilai dari Equivalent Elastic Strain yang maksimum pada setiap jenis bahan HSS 18%, SKD 11, JIS SUP 9 dan VCN 150 secara berturut-turut yaitu 13,595 x 10-7 m/m; 14,366 x 10-7 m/m; 12,882 x 10-7 m/m dan 13,510 x 10-7 m/m. Sedangkan untuk nilai minimum Equivalent Elastic Strain hasil simulasi pada setiap bahan secara mendekati 0 m/m. Nilai terbesar dari SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 94 Equivalent Elastic Strain pada simulasi model pisau mesin pencacah pisau yaitu pada bahan SKD 11 dengan nilai Equivalent Elastic Strain sebesar 14,366 x 10-7 m/m. Total Deformation Deformasi merupakan salah satu bentuk dari perubahan model simulasi sebagai adanya pembebanan saat beroperasi. Deformasi pada perancangan pisau digunakan untuk mengukur ketangguhan dari bahan ketika menerima beban [10]. Deformasi pada proses perancangan menggunakan deformasi elastis karena tegangan maksimum yang digunakan dibatasi di bawah tegangan luluh. Gambar 9 menunjukkan hasil simulasi bentuk persebaran deformasi pada pisau mesin pencacah plastik pada semua bahan. Nilai terbesar deformasi berada pada ujung dari pisau. Namun, bentuk persebaran deformasi pada model pisau pencacah plastik menunjukkan ketidak signifikan dari model ketika beroperasi menerima beban. Hal ini menunjukkan beban yang diterima pada bahan masih berada pada daerah elastis bahan [23] pada seluruh variasi bahan. Gambar 9. Hasil simulasi total deformation pada model pisau dengan bahan a HSS 18% Cr, b SKD 11, c JIS SUP 9 dan d VCN 150 Hasil simulasi model total deformation dengan variasi berbagai bahan ditunjukkan Gambar 10. Berdasarkan hasil dari simulasi model didapatkan nilai dari total deformasi yang maksimum pada setiap jenis bahan HSS 18%, SKD 11, JIS SUP 9 dan VCN 150 secara berturut-turut yaitu 18,923 x 10-10 m; 19,312 x 10-10 m; 17,722 x 10-10 m; dan 18,587 x 10-10 m. Sedangkan untuk nilai minimum Equivalent Elastic Strain hasil simulasi pada seluruh bahan yaitu 0 m. Nilai maksimum pada total deformation pada variasi bahan terkecil yaitu pada JIS SUP 9 sebesar 17,722 x 10-10 m. Namun untuk semua bahan SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 95 memiliki nilai total deformation sangat kecil. Hasil dari analisis simulasi model menunjukkan bahwa tegangan yang diberikan pisau mengakibatkan deformasi yang dihasilkan dapat diabaikan sehingga deformasi hampir tidak terjadi. Fenomena ini dikarenakan deformasi masih berada pada daerah elastik yang mengakibatkan pengaruh perubahan benda saat pembebanan sangat kecil [23], [24]. Perubahan bentuk dari model yang sangat kecil menunjukkan bahwa model simulasi tidak akan rusak dan dapat diterapkan pada mesin [25]. Deformasi menjadi aspek yang penting dalam analisa dikarenakan dapat merubah bentuk komponen yang menjadikan adanya gangguan pada kegunaannya [18]. Gambar 10. Perbandingan total deformation pada berbagai jenis bahan Safety Factor Faktor keamanan atau safety factor merupakan perbandingan antara kekuatan luluh bahan dengan tegangan yang terjadi. Tegangan yang terjadi pada penelitian ini yaitu tegangan von mises maksimum. Umumnya faktor keamanan didasari dari batas luluh dari suatu bahan [10]. Hasil simulasi model pisau mesin pencacah plastik dengan variasi semua bahan ditunjukkan pada Gambar 11 dengan nilai minimum dan maksimum angka keamanan sebesar 15. Distribusi hasil simulasi pemodelan menunjukkan kemerataan dari nilai angka keamanan pada seluruh bagian dari model pisau mesin pencacah plastik. Angka keamanan hasil dari simulasi model menunjukkan keamanan pada model perancangan pisau mesin pada saat pembebanan. Syarat keamanan suatu komponen dapat ditunjukkan dengan nilai safety factor yang didapatkan harus > 1 dari tegangan yang bekerja [26]. Hasil dari analisa didapatkan nilai faktor keamanan dari simulasi model pisau mesin pencacah memenuhi syarat untuk mampu menahan beban yang beroperasi. SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 96 Gambar 11. Hasil simulasi safety factor pada model pisau dengan bahan a HSS 18% Cr, b SKD 11, c SUS 9 JIS dan d VCN 150 Hasil dari analisa simulasi model pisau pencacah plastik dengan aspek Equivalent Von-Mises Stress, Equivalent Elastic Strain, Total Deformation dan Safety Factor bahan yang direkomendasikan dari segi kekuatan mekanis secara berturut turut yaitu bahan JIS SUP 9, HSS 18%, VCN 150 dan SKD 11. Hal ini dilihat dari nilai simulasi yang dihasilkan dan faktor keamanan. Disisi lain hasil menunjukkan bahwa semua variasi bahan memiliki nilai faktor keamanan yang aman sehingga pada dasarnya semua bahan dapat digunakan [10] dalam penggunaan pisau mesin pencacah. Namun dari segi ekonomis bahan HSS 18% merupakan bahan yang paling ekonomis dan mudah didapatkan. Bahan HSS 18% di lapangan dijual bebas dan sudah terstruktur dari segi model desain nya. Oleh karena itu HSS 18% dapat juga digunakan sebagai alternatif bahan pisau mesin pencacah plastik dari segi ekonominya. KESIMPULAN Berdasarkan hasil dan pembahasan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa bahan yang direkomendasikan secara segi teknis mekanik dalam pembuatan pisau pencacah plastik yaitu JIS SUP 9. Hal tersebut dikarenakan memiliki nilai Equivalent Von-Mises Stress 27,695 x 10-2 MPa, Equivalent Elastic Strain 12,882 x 10-7 m/m, Total Deformation 17,722 x 10-10 m dan Safety Factor 15 hasil simulasi yang optimal dari bahan lainnya. Namun untuk bahan yang lain masih dapat digunakan dalam pembuatan pisau mesin pencacah plastik dengan pembebanan pengoperasian yang SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 97 sesuai dengan simulasi. Hal tersebut dikarenakan semua bahan masih memenuhi syarat dari segi mekanis simulasi model yang dilakukan. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih ditunjukkan kepada Workshop Teknologi Mekanik Politeknik Kelautan dan Perikanan Dumai yang telah memberikan kesempatan dalam melakukan penelitian. Selain itu penulis juga mengucapkan kepada tim teknis pembuatan mesin pencacah plastik yang telah membantu penulis dalam menentukan parameter bahan yang digunakan dalam pembuatan mesin pencacah plastik khususnya pada komponen pisau. REFERENSI [1] P. Purwaningrum, “Upaya Mengurangi Timbulan Sampah Plastik Di Lingkungan,” Indones. J. Urban Environ. Technol., vol. 8, no. 2, p. 141, 2016. [2] J. R. Jambeck et al., “Plastic waste inputs from land into the ocean,” 2015. [3] D. Yantony, H. L. Tosaleng, and K. Taslim, “Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik Tipe Sumbu Menyudut untuk Usaha Mikro,” JTERA Jurnal Teknol. Rekayasa, vol. 4, no. 1, p. 47, 2019. [4] N. D. Anggraeni, “Analisa Kinerja Mesin Pencacah Botol Plastik Tipe Pet,” Mach. J. Tek. Mesin, vol. 5, no. 2, pp. 31–35, 2019. [5] S. Reddy and T. Raju, “Design and Development of mini plastic shredder machine,” in IOP Conference Series Materials Science and Engineering, 2018, vol. 455, pp. 1–6. [6] N. D. Anggraeni and A. E. Latief, “Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik Tipe Gunting,” J. Rekayasa Hijau, vol. 2, no. 2, pp. 185–190, 2018. [7] E. K. Orhorhoro, A. E. Ikpeand, and R. I. Tamuno, “Performance Analysis of Locally Design Plastic Crushing Machine for Domestic and Industrial Use in Nigeria,” EJERS, Eur. J. Eng. Res. Sci., vol. 1, no. 2, pp. 26–30, 2016. [8] S. Bin Wu and X. B. Liu, “A Material Selection Method Based on Finite Element Method,” Adv. Mater. Res., vol. 887–888, pp. 1013–1016, 2014. [9] A. T. Şensoy, M. Çolak, I. Kaymaz, and F. Findik, “Optimal Material Selection for Total Hip Implant A Finite Element Case Study,” Arab. J. Sci. Eng., vol. 44, no. 12, pp. 10293–10301, 2019. [10] L. A. N. Wibawa, “Pengaruh Pemilihan Material Terhadap Kekuatan Rangka Main Landing Gear Untuk Pesawat UAV,” J. Teknol. Dan Terap. Bisnis, vol. 2, no. 1, pp. 48–52, 2019. [11] C. P. Yepes, R. M. A. Pelegrina, and M. G. J. Pertuz, “Analysis by means of the finite element method of the blades of a PET shredder machine with variation of material and geometry,” Contemp. Eng. Sci., vol. 11, no. 83, pp. 4113–4120, 2018. [12] N. D. Anggraeni and A. E. Latief, “Modifikasi Mata Pisau Mesin Pencacah Plastik Tipe Polyethylene,” in Seminar Nasional Rekayasa dan Aplikasi Teknik Mesin di Industri – XVI, 2017, pp. 69–78. [13] Widjanarko, “Pemilihan Pisau Potong Mesin Perajang Limbah Plastik Dengan Metode Quality Function Deployment Qfd Dan Value Engineering Ve Sebagai Alternatif Peningkatan Taraf Hidup,” Rotor, vol. 8, no. April, 2015. [14] D. Annur et al., “Material selection based on finite element method in customized iliac implant,” Mater. Sci. Forum, vol. 1000 MSF, pp. 82–89, 2020. [15] J. Böhme, V. Shim, A. Höch, M. Mütze, C. Müller, and C. Josten, “Clinical implementation of finite element models in pelvic ring surgery for prediction of implant behavior A case report,” Clin. Biomech., vol. 27, no. 9, pp. 872–878, 2012. [16] P. Dodkar, “Influence of material selection on finite element analysis and weight of SJME KINEMATIKA 04 Agustus 2021, pp 85-98 98 gear box casing,” vol. 7, no. 7, pp. 1094–1098, 2016. [17] S. Jokowiyono and S. Mulyadi, “Analisa Tegangan Von Mises Pada Alat Bantu Jalan Walker,” ROTOR, vol. 5, no. 2, pp. 34–41, 2012. [18] S. H. Pranoto, S. Yatnikasari, M. N. Asnan, and R. I. Yaqin, “Desain dan Analisis Mata Pisau Pencacah Untuk Pengolahan Sampah Plastik Menggunakan Finite Element Analysis,” Infotekmesin, vol. 11, no. 2, pp. 147–152, 2020. [19] P. Kumaran, N. Lakshminarayanan, A. V. Martin, R. George, and J. JoJo, “Design and analysis of shredder machine for e - Waste recycling using CATIA,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 993, no. 1, pp. 0–7, 2020. [20] D. Djumhariyanto, “Analisa Tegangan Poros Roda Mobil Listrik Dengan Metode Elemen Hingga,” J-Proteksion, vol. 1, no. 1, pp. 8–14, 2016. [21] M. S. Ramadhan, L. K. Mangalla, and Samhuddin, “Perancangan Dan Simulasi Frame Mobil Gokart,” ENTHALPY-Jurnal Ilm. Mhs. Tek. Mesin Peranc., vol. 3, no. 2, pp. 1–10, 2018. [22] K. M. Erokhin, E. S. Kalachnikov, and N. P. Kalashnikov, “Relation between the Young’s Modulus in Hooke’s Law and the Binding Energy of a Single Atom in Solid,” Int. J. Adv. Res. Phys. Sci., vol. 5, no. 12, pp. 38–40, 2018. [23] Z. Yin and L. Xu, “Finite element analysis and optimization design of paper cutter cutting blade based on ANSYS,” in Proceedings International Conference on Robots and Intelligent System, 2018, pp. 475–478. [24] Z. Abidin and B. R. Rama, “Analisa Distribusi Tegangan Dan Defleksi Connecting Rod Sepeda Motor 100 Cc Menggunakan Metode Elemen Hingga,” J. Rekayasa Mesin Univ. Sriwij., vol. 15, no. 1, pp. 30–39, 2015. [25] J. Pratama and M. Mahardika, “Finite element analysis to determine the stress distribution, displacement and safety factor on a microplate for the fractured jaw case,” AIP Conf. Proc., vol. 1941, pp. 1–7, 2018. [26] S. H. Pranoto and M. Mahardika, “Design and finite element analysis of micro punch CNC machine modeling for medical devices,” AIP Conf. Proc., vol. 1941, 2018. ... Botol plastik ini dicacah oleh bilah pisau pencacah yang berputar sehingga diperoleh keluaran berupa serpihan plastik. Untuk tujuan itu, berbagai riset telah dilakukan seperti proses desain mesin pencacah [5][6][7], analisis tegangan pada pisau pencacah shredder blade [8], analisis kegagalan komponen pendukung mesin pencacah [9], hingga mekanisme keausan yang terjadi pada pisau pencacah [10]. ...... Penerapan tear force dalam pemodelan yang dilakukan dalam penelitian ini ditempuh karena berbagai kajian terkait analisis tegangan yang telah dilakukan sebelumnya menggunakan berat dari botol plastik yang terbebani [8]. Penelitian yang disajikan dalam tulisan artikel ini juga hampir sejalan dengan yang dilakukan oleh Nasr dan Yehia [13]. ...Plastic flakes from shredding processes are produced by tearing plastic waste with shredder blades. During the shredding process, the tearing forces are the main source of loading on the tip of the shredder blades. Therefore, this research aims to investigate the working stresses on the blades when subjected to the tearing forces during shredding. Thus, the working stresses on these blades can be computed by applying the finite element method. In this research, the blades are modeled by two kinds of finite elements, the triangular plane stress element and the tetrahedron element, with linear shape functions. As a result, the maximum stresses on the blades are in the range of 49 to 52 MPa for both models. These maximum working stresses are below the yield strength of the material used to manufacture the blades, ASTM A36 with a yield strength of 250 MPa. Overall, it can be concluded that there are no significant differences in the computed working stresses among the blades. Abstrak Serpihan plastik dari proses pencacahan sampah plastik dihasilkan melalui perobekan plastik oleh pisau pencacah. Selama pencacahan, gaya perobekan merupakan sumber pembebanan utama yang bekerja di ujung pisau pencacah. Untuk itu, penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi tegangan kerja pada pisau pencacah akibat gaya perobekan plastik dalam proses pencacahan. Selanjutnya, tegangan kerja yang terjadi pada pisau pencacah dapat dihitung dengan menerapkan metode elemen hingga. Dalam penelitian ini, pisau pencacah dimodelkan dengan dua jenis elemen hingga, yaitu elemen segitiga tegangan bidang dan elemen tetrahedron, dengan fungsi bentuk linier. Merujuk pada hasil komputasi yang diperoleh, tegangan maksimum berada dalam rentang 49-52 MPa untuk kedua pemodelan dengan jenis elemen hingga yang disebutkan. Besar tegangan kerja ini masih jauh berada di bawah nilai luluh material yang digunakan yaitu ASTM A36 sebesar 250 MPa. Akhirnya dapat disimpulkan bahwa tidak ada perbedaaan tegangan kerja yang cukup signifikan untuk kedua model yang diterapkan pada pisau pencacah. Kata kunci tegangan kerja; metode elemen hingga; pisau pencacah; tegangan von KumaranN LakshminarayananAlen V MartinJones JoJoIn the current scenario wherein technical gadgets are ruling everywhere from personal mobile phones to official devices technological usage of the electronic and electrical gadgets is increasing day by day and the very big challenge behind it is the disposal and recycling to reduce the effect of toxic materials used in these equipment’s. Most of the countries have been disposing in huge contents of e-waste into dumping yards on abandoned islands disturbing the eco-system. This has been taken as a serious environmental issue all across the world. Even though, lots of disposal methods are in existence for safe disposal, there had been a list of limitations too. The usage of poisonous metals in micron sizes, chemicals in batteries etc. This project, is an attempt to model a crushing machine to dismantle and crush the small electronic gadgets like laptop, mobile phones and i-pads after its life time. The design of the new shredder machine with effective blade profile is to be modeled to crush the used equipment for a size that can be recycled. This project is thus to design a suitable shredder and an analysis using CATIA is expected to provide an optimum solution for the e-waste recycling problem, a need of the hour. Nuha Desi AnggraeniProduksi sampah plastik sepanjang tahun 2015 mencapai angka 146 ton per tahun. Jumlah ini merupakan jumlah sampah terbanyak dibandingkan dengan sektor-sektor persampahan lain. Sampah plastik tersebut paling banyak adalah sampah plastik kemasan yang sering digunakan untuk mengemas makanan maupun minuman. Karena jumlah sampah tersebut, maka sampah plastik perlu dilakukan pengolahan agar dapat dimanfaatkan kembali menjadi benda lain. Salah satu pemanfaatan sampah plastik adalah dengan melakukan pencacahan plastik untuk dimanfaatkan kembali. Pada penelitian sebelumnya, telah dibangun sebuah mesin pencacah plastik crusher tipe gunting dengan kapasitas 50 kg/jam dengan mesin penggerak berupa mesin diesel. Mesin pencacah plastik tersebut perlu diiuji kinerjanya untuk mengetahui kesesuaian hasil realisasi dengan perancangan awal. Kinerja mesin yang diuji dan dianalisa yaitu kapasitas mesin, tingkat kebisingan, efisiensi pencacahan, getaran mesin dan kualitas pencacahan. Hasil pengujian memperlihatkan kapasitas aktual mesin adalah 36,68 kg/jam, efisiensi hasil pencacahan 73,37%, tingkat kebisingan saat melakukan pencacahan adalah 80,6 dB, getaran yang dihasilkan saat melakukan pencacahn adalah 4,9 mm/s2, dan rendemen hasil pencacahan 73,45%.ABSTRAK Jumlah sampah plastik yang dibuang kelaut oleh Indonesia jumlahnya mendekati 200 juta ton. Jumlah ini berada di bawah Tiongkok yang menghasilkan sampah plastik mencapai 262,9 juta ton. Pada saat yang sama, kebutuhan akan plastik di Indonesia baru terpenuhi sekitar 64% dari total 5 juta ton plastik. Sampah plastik yang dibuang kelaut, seharusnya dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Sampah plastik yang telah ada, perlu diolah agar dapat dimanfaatkan kembali sebagai plastik produksi. Pengolahan sampah plastik yang paling sederhana adalah dengan mencacah plastik yang telah ada menjadi serpihan-serpihan kecil menggunakan mesin pencacah. Mesin pencacah dapat digunakan dimanapun karena menggunakan mesin diesel sebagai penggeraknya. Mekanisme pencacahan yang digunakan menggunakan tipe gunting. Hasil perancangan mesin pencacah menggunakan 5 mata pisau dengan spesifikasi, panjang 180 mm, lebar 50 mm, tebal 10 mm dan sudut mata pisau 35° dengan panjang poros penggerak 450 mm, diameter 30 mm. Kata kunciplastik, mesin, daur ulang. ABSTRACT The amount of plastic waste discharged into the sea by Indonesia is approximately 200 million tons. This amount is below China which produces plastic waste reaches million tons. At the same time, the need for plastics in Indonesia is only fulfilled about 64% of the total 5 million tons of plastic. Plastic waste discharged into the sea, should be utilized to meet these needs. Plastic waste that has been there, needs to be processed in order to be reused as a production plastic. The simplest plastic waste processing is to chop the already existing plastic into small pieces. This chopper machine can be used anywhere because it uses a diesel engine as its propulsion. The enumeration mechanism used with scissor type. The design of the enumerator machine uses 5 blades with specifications, length of 180 mm, width 50 mm, 10 mm thick and 35 ° knife angle with 450 mm drive length, 30 mm diameter. Keyword plastic, machine, recycleDidit YantonyHarman L. TosalengKartiny TaslimSampah plastik merupakan masalah yang sangat serius bagi lingkungan, karena plastik adalah bahan yang sulit terurai oleh bakteri dan dapat memakan waktu puluhan atau bahkan ratusan tahun untuk terurai secara alami. Diperlukan upaya untuk memanfaatkan sampah plastik sebagai bahan daur ulang untuk mengurangi jumlah sampah yang telah ada, terutama untuk botol plastik organik yang dapat ditemukan di hampir setiap tempat. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah mesin penghancur plastik portabel tipe sumbu menyudut dengan memperhatikan faktor ergonomis dan akan membantu menghancurkan botol plastik bekas yang berbiaya murah. Metode yang digunakan terdiri dari proses desain penghancur, mengingat dibutuhkannya kekuatan untuk menghancurkan plastik. Setelah proses desain selesai, dilanjutkan dengan proses pembuatannya sehingga menjadi mesin yang bisa mendaur ulang botol-botol plastik. Hasil yang diperoleh bahwa kapasitas mesin yang diproduksi dengan ukuran 64cm L x 28cm W mampu menghancurkan botol plastik sebanyak 20 kg/jam. Sementara itu, ukuran rata-rata serpihan botol plastik di bawah 30 mm2. Dengan demikian, hasil dari penghancuran ini dapat mengurangi tempat penyimpanan limbah botol plastik terutama bagi pengumpul tingkat pertama. Lasinta Ari Nendra WibawaPenelitian ini mengkaji tentang pengaruh pemilihan material terhadap kekuatan rangka main landing gear untuk pesawat UAV menggunakan metode elemen hingga. Analisis statik linear dilakukan menggunakan software Autodesk Inventor Professional 2017. Material rangka main landing gear menggunakan Aluminium 5052-H38, Aluminium 5083 87 Cold Formed, Aluminium 6061, dan CFRP. Pesawat UAV memiliki berat 85 kg dengan kecepatan landing 10 m/s dan waktu impak 0,5 detik. Hasil simulasi menunjukkan bahwa rangka main landing gear dari yang paling ringan berturut-turut yaitu CFRP, Al 5083 87 Cold Formed, Al 5052-H38, dan Al 6061. Material yang memiliki faktor keamanan dari yang paling besar berturut-turut yaitu CFRP, Al 5083 87 Cold Formed, Al 6061, dan Al as the most frequent bone tumor cases, can be found in the pelvis bone. Within the pelvis, the ilium is the most common location for osteosarcoma, followed by the acetabulum and then the ischium. Surgery of pelvis is difficult and the reconstruction is complicated mainly due to the geometry complexity and also the weight support function of the pelvis. Endoprosthesis of the ilium is therefore designed to increase the quality of life of the patient. In this study, the iliac implant is designed based on the natural geometry of the ilium, and the size is modified to fit the morphometry of the Eastern Asian. A finite element method FEM is proposed as a basic study in material selection. Titanium and its alloy Ti-6Al-4V are studied as the potential candidate for the proposed implant while the finite analysis of the bone was also included. As a preliminary study, in this FEM, only the static load is given, each material is assumed to be isotropic and the contacts were considered bonded. FEM in this study is expected to give a better understanding of the stress distribution, and to optimize the selection of selection of most proper materials in engineering design is known as an important stage of the design process. In order to successfully complete this stage, it is necessary to have sufficient knowledge about the structure of materials, density, melting point, thermal expansion coefficient, tensile and yield strength, elongation, modulus of elasticity, hardness and many other properties. There are several selection systems that help the design engineer to choose most suitable material that meet the required properties. In the field of bioengineering, the selection of materials and the development of new materials for the clinical needs are increasingly important. In this study, the cases of optimal implant stabilization were investigated, material alternatives for hip prosthesis were evaluated, and optimal materials were determined. Using computerized tomography data with MIMICS software, virtual surgery was applied the hip bone and the implant was attached to bone. Boundary conditions and material properties have been defined, and finite element model has been created. FEA investigation of the mechanical behavior of the hip implant for various material alternatives determined by the CES software showed that the best material candidate is austenitic, annealed and biodurable stainless steel in terms of the micromotions at the implant–bone cement interface regarding osseointegration. This candidate showed less strain value than the most commercially used hip implant material, Ti6Al4V. Therefore, the findings of this study suggest that the use of some specific stainless steel materials for implants may reduce the operation cost and increase the operation success for the total hip arthroplasty.
pencacahplastik adalah yang paling utama dikarenakan sistem pemotongan berfungsi sebagai pencacah bahan plastik. Dalam sistem pemotongan yang paling berfungsi adalah mata pisau. Dengan kemajuan teknologi yang sangat pesat mengakibatkan dalam pembuatan mata pisau sangatlah mudah sehingga berbagai bentuk pisau mulai bermunculan.
ArticlePDF AvailableAbstractThe amount of plastic waste each year will increase by 10% every year which is a problem for a country. Therefore, proper processing of plastic waste needs to be done. Before being processed into plastic waste processing, it is necessary to have a chopping process using a plastic chopping machine. The plastic chopping machine has an important component, namely the chopping knife. Before carrying out the knife manufacturing process, it is necessary to validate the design of the blade that is used with its loading. Model simulation using software is one way to quickly validate the model. This study aims to determine the effect of loading variations on stress, strain, deformation and safety factors of the model. The use of ANSYS software is used to analyze the chopping machine knife model with a variation of 5kg / hour, 10kg / hour, 20kg / hour and 50kg / hour capacities. The result is that the stress, strain and deformation parameters have an increase in value with increasing loading variations. The greatest values of stress, strain and deformation are in the variation of 50kg / hour respectively Pa; and 56,358 x 10-11mm. The value of the safety factor for all variations of loading has a value of 15. The value of the safety factor means that the design of the plastic chopping knife is safe to use up to a loading of 50kg / hour Discover the world's research25+ million members160+ million publication billion citationsJoin for freeContent may be subject to copyright. JTT Jurnal Teknologi Terapan Volume 7, Nomor 1, Maret 2021 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 44 STUDI PERANCANGAN PISAU PADA MESIN PENCACAH PLASTIK MENGGUNAKAN FINITE ELEMENT ANALYSIS Rizqi Ilmal Yaqin1*, Mega Lazuardi Umar2, Sigiet Haryo Pranoto3, Angger Bagus Prasetiyo4, Bambang Hari Priyambodo5 1Program Studi Permesinan Kapal, Politeknik Kelautan dan Perikanan Dumai 2Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Negeri Banyuwangi 3Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Muhammadiyah Kalimantan Timur 4Jurusan Teknik Mesin, Institut Teknologi Nasional Yogyakarta 5Program Studi Teknik Mesin, Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta Email Abstrak Jumlah sampah plastik setiap tahunnya akan meningkat 10% setiap tahunnya yang menjadikan masalah sebuah negara. Oleh karena itu adanya pengolahan yang tepat terhadap sampah plastik perlu dilakukan. Sebelum diolah ke pengolahan sampah plastik perlu adanya proses pencacahan menggunakan mesin pencacah plastik. Mesin pencacah plastik memiliki komponen penting yaitu pisau pencacah. Sebelum melakukan proses manufaktur pisau perlu adanya validasi pada desain bentuk pisau yang digunakan dengan pembebanan nya. Simulasi model menggunakan software merupakan salah satu cara cepat validasi model tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi pembebanan terhadap tegangan, regangan, deformasi dan faktor keamanan dari model. Penggunaan software ANSYS digunakan untuk analisa model pisau mesin pencacah dengan variasi pembebanan kapasitas 5kg/jam, 10kg/jam, 20kg/jam dan 50 kg/jam. Hasilnya parameter tegangan, regangan dan deformasi memiliki kenaikan nilainya dengan seiring kenaikan variasi pembebanan. Nilai terbesar tegangan, regangan dan deformasi berada pada variasi 50kg/jam secara berturut-turut sebesar 233,79 x 10-3 MPa; 12,114 x 10-7m/m dan 20,282 x 10-10m. Nilai faktor keamanan seluruh variasi pembebanan memiliki nilai 15. Nilai faktor keamanan tersebut memiliki arti yaitu desain dari pisau pencacah plastik aman digunakan hingga pembebanan 50kg/jam. Kata Kunci Pisau, Tegangan, Deformasi, Faktor Keamanan Abstract The amount of plastic waste each year will increase by 10% every year which is a problem for a country. Therefore, proper processing of plastic waste needs to be done. Before being processed into plastic waste processing, it is necessary to have a chopping process using a plastic chopping machine. The plastic chopping machine has an important component, namely the chopping knife. Before carrying out the knife manufacturing process, it is necessary to validate the design of the blade that is used with its loading. Model simulation using software is one way to quickly validate the model. This study aims to determine the effect of loading variations on stress, strain, deformation and safety factors of the model. The use of ANSYS software is used to analyze the chopping machine knife model with a variation of 5kg / hour, 10kg / hour, 20kg / hour and 50kg / hour capacities. The result is that the stress, strain and deformation parameters have an increase in value with increasing loading variations. The greatest values of stress, strain and deformation are in the variation of 50kg / hour respectively 233,79 x 10-3 MPa; 12,114 x 10-7m/m dan 20,282 x 10-10m. The value of the safety factor for all variations of loading has a value of 15. The value of the safety factor means that the design of the plastic chopping knife is safe to use up to a loading of 50kg / hour. JTT Jurnal Teknologi Terapan Volume 7, Nomor 1, Maret 2021 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 45 Keywords Blade, Stress, Deformation, Safety Factor. I. PENDAHULUAN Limbah plastik atau sampah plastik merupakan masalah beberapa wilayah yang ada di negara berkembang. Jumlah sampah plastik di indonesia semakin lama akan semakin bertambah dengan jumlah 825ton pada tahun 2006 meningkat menjadi 1038,5ton pada tahun 2008. Jumlah tersebut akan meningkat setiap tahunnya dengan kisaran peningkatan 10% per tahunnya Yetri, Sawir and Hidayati, 2016. Selain sampah plastik yang berada di darat, sampah plastik juga banyak ditemukan di lingkungan perairan atau laut di Indonesia. Data jumlah sampah plastik diperkuat dengan adanya data penggunaan kantong plastik di indonesia sebanyak 700 kantong/orang/tahun dengan rata-rata 0,12kg sampah plastik setiap harinya Fatimura, 2020. Sampah plastik dapat bertahan hingga bertahun-tahun dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Selain dapat mencemarkan lingkungan, sampah plastik jika proses pengolahannya dengan dibakar maka dapat mencemari udara sehingga membahayakan manusia Karuniastuti, 2013. Sampah plastik yang terbawa laut juga dapat mencemari biota laut yang dapat membuat bioata laut mati. Oleh karena itu, masalah sampah plastik memerlukan perhatian khusus untuk diproses lebih lanjut guna mengurangi pencemaran lingkungan sekitar Widjanarko, 2015. Pemanfaaatan teknologi dalam memproses dapat mengurangi sampah plastik sudah sering di lakukan oleh beberapa pihak baik pemerintah maupun secara umum. Salah satu pemanfaatan plastik tersebut yaitu reaktor pirolisis untuk mengkonversikan sampah plastik menjadi bahan bakar yang bermanfaat bagi manusia Fatimura, 2020. Proses pendaurulang sampah plastik pada dasarnya memerlukan beberapa proses lagi sebelum benar-benar untuk dilakukan proses pirolisis maupun bahan campuran beton. Bentuk pengolahan sampah plastik dapat dimulai dengan melakukan dengan mencacah plastik tersebut menggunakan mesin. Pengunaan mesin pencacah plastik dapat menghemat waktu proses pendaurulangan sampah plastik Anggraeni and Latief, 2018. Mesin pencacah plastik merupakan suatu mesin yang digunakan untuk memotong ukuran plastik menjadi lebih kecil. Mesin pencacah plastik memiliki beberapa komponen penyusun mesin pencacah plastik antara lain rangka mesin, pisau pencacah, saringan cacahan plastik, penutup atas dan motor penggerak Syamsiro, Hadiyanto and Mufrodi, 2016. Beberapa penelitian yang sudah dilakukan memiliki perbedaan jenis mekanisme proses pemotongan plastik. Jenis mekanisme pencacah plastik antara lain tipe penghancur Reddy and Raju, 2018 dan tipe gunting Anggraeni and Latief, 2018. Mekanisme tipe penghancur memiliki bentuk pisau hook dengan beberapa mata dan bentuk pisau S dengan dua mata pisau Yepes, Pelegrina and Pertuz, 2018. Sedangkan jumlah pisau yang dibutuhkan untuk mekanisme penghancur harus sesuai dengan lebar hopper penampung plastik jadi membutuhkan mata pisau yang banyak. Jenis mekanisme pencacah plastik tipe gunting memiliki model persegi panjang dengan mata pisau yang tajam sesuai Gambar 1Pranoto et al., 2020. Pisau mekanisme tipe gunting terhubung dengan poros penggerak sehingga dapat menimbulkan gaya potong akibat putaran mesin Orhorhoro, Ikpeand and Tamuno, 2016. Jumlah dari mata pisau yang digunakan dalam mekanisme tipe gunting minimal memiliki lima pisau. Hal tersebut menyebabkan mekanisme pencacah plastik dengan tipe gunting memiliki jumlah pisau yang relatif lebih sedikit dibandingkan dengan mesin pencacah plastik tipe penghancur. Oleh sebab itu, pisau pencacah tersebut dalam mencacah plastik memiliki nilai ekonomis dan keefektifan yang lebih baik dari pada yang lain. Mekanisme tipe gunting membantu dan mempermudah proses pencacahan plastik Anggraeni and Latief, 2018. Gambar 1. Bentuk mata pisau pencacah plastik tipe gunting Anggraeni and Latief, 2017 Komponen pisau pencacah merupakan komponen yang penting dalam proses pencacahan plastik karena menentukan proses pencacahan plastik. Beberapa jenis bahan yang sering digunkan mesin pencacah pisau yaitu AISI 1045 Yepes, Pelegrina and Pertuz, 2018, JIS SKD 11 Anggraeni and Latief, 2018, HSS, ST37 dan DIN 8885 Widjanarko, 2015. Jenis HSS merupakan jenis pisau yang banyak dipasaran untuk mata pisau mesin ketam. Tahapan awal dalam merancang suatu JTT Jurnal Teknologi Terapan Volume 7, Nomor 1, Maret 2021 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 46 komponen mesin yaitu mendesain dan menganlisa desain yang dihasilkan. Proses analisa desain pisau mesin pencacah plastik adalah proses untuk menhasilkan produk yang maksimal dalam proses manufaktur Pranoto et al., 2020. Kegagalan struktur komponen mesin sering terjadi pada suatu mesin dikarenakan belum adanya perhitungan dan analisa strukurtur material yang digunakan mesin tersebut. Suatu perancangan yang dilakukan harus memperhatikan kekuatan maksimum dari suatu struktur bahan yang digunakan pada komponen tersebut Mulyadi and Hermawan, 2015. Salah satu metode untuk menganalisa secara simulasi pada suatu struktur bahan pada komponen mesin yaitu finite element. FEA atau Finite Element Analisys adalah suatu metode untuk memperoleh pendekatan numerik sehingga dapat diselesaikan dengan komputer dengan cara mendiskretisasi atau membagi struktur komponen menjadi bagian-bagian kecil yang jumlahnya berhingga. Elemen kecil tersebut di gabungkan untuk dianalisa secara perhitungan Rusdiyana et al., 2016. Beberapa penelitian penggunaan Finite Element Analisys tentang pisau mesin penghancur plastik sudah banyak dilakukan. Analisis dari pisau mesin penghancur PET dengan variasi bahan dan bentuk dengan menggunakan metode Finite Element Analisys memiliki hasil berupa rekomendasi pisau yang digunakan yang baik adalah AISI 1045 dengan bentuk pisau hook-shaped Yepes, Pelegrina and Pertuz, 2018. Penggunaan metode Finite Element Analisys dapat menganalisa tegangan pada pisau pemotong sampah plastik. Hasil dari analisa tersebut memperlihatkan sebarahan tegangan pada pisau pemotong tersebut. Tegangan yang dihasilkan masih di bawah tegangan luluh dari bahan tersebut Nasr and Yehia, 2019. Angka keamanan dari pisau pencacah plastik juga dapat diketahui dengan menggunakan metode Finite Element Analisys Pranoto et al., 2020. Berdasarkan permasalahan yang dijabarkan sebelumnya, tujuan dari penelitian ini yaitu mengetahui pengaruh variasi pembebanan terhadap desain pisau mesin pencacah menggunakan Finite Element Analisys. Hasil yang diperoleh yaitu berupa meliputi tegangan, regangan dan deformasi pada pisau pencacah plastik serta safety factor pada setiap pembebanan sebagai acuan untuk proses manufaktur dari pisau mesin pencacah plastik. II. METODE Simulasi pemodelan desain pisau mesin pencacah plastik di gambar 3D menggunakan software CAD Autodesk Inventor 2019. Pemilihan desain dari mata pisau menyesuaikan dari dudukan mekanisme pemotongan pencacah plastik. Oleh karena itu, desain dari pisau memiliki bentuk dan dimensi yang di tunjukkan pada Tabel 1. Model gambar hasil dari penentuan parameter geometri dapat dibentuk sesuai Gambar 2. Bentuk yang digunakan menyesuaikan tingkat kemudahan dalam pembuatan dan modifikasi pisau pencacah. Penentuan bahan pada model pisau pencacah bahan menggunakan baja paduan HSS 18% eq. ASTM A600 yang memiliki sifat mekanik dan fisik sesuai dengan Tabel 2. Pemilihan bahan HSS 18% karena mata pisau tersebut sudah dijual di pasaran sebagai mata pisau mesin potong kayu serta mudah untuk di modifikasi bentuknya. Mekanisme pemotongan pisau pencacah plastik model gunting dapat disimulasikan menggunakan putaran yang memiliki bentuk pada Gambar 3. Pemodelan simulasi menggunakan software Workbench ANSYS Parameter-parameter pemodelan simulasi di masukkan kedalam sistem software pada bagian data model simulasi. Gambar 2. Model perancangan pisau mesin pencacah plastik Gambar 3. Mekanisme dudukan pisau pencacah plastik Analisis sistem pemodelan dengan Finite Element Analysis menggunakan software dipengaruhi dengan sistem meshing pada model yang dianalisisnya. Penggunaan meshing pada model pisau mesin pencacah plastik menggunakan tipe tetrahedral dengan jumlah Node sebanyak 30168 dan jumlah Element sebanyak 14858. Penentuan mesh menggunakan skala paling halus agar simulasi pemodelan lebih maksimal hasil dari perhitungannya. Pengaturan bentuk dari mesh pada JTT Jurnal Teknologi Terapan Volume 7, Nomor 1, Maret 2021 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 47 model desain pisau pencacah plastik dapat di tunjukkan pada Gambar 4. Tabel I. Ukuran geometri pisau pencacah plastik Tabel II Sifat mekanik bahan pisau pencacah plastik Gambar 4. Meshing tipe tetrahedral model Penentuan kondisi awal yang digunakan pada model yaitu menggunakan fixed support atau tumpuan tetap yang di tunjukkan dengan Gambar 5. Penggunaan parameter fixed support berada pada bagian atas pisau yang memiliki kontak langsung dengan bagian penggerak pisau dinamis pada mesin pencacah plastik. Sedangkan untuk pembebanan menggunakan pembebanan sebesar variasi kapasitas dari pisau yaitu 5kg/jam, 10kg/jam, 20kg/jam dan 50 kg/jam. Kondisi kerja pisau pada proses pemotongan plastik menggunakan spesifikasi motor besin yang di tunjukkan Tabel III. Konversi dari pembebanan terhadap gaya yang diberikan pada pemodelan menggunakan persamaan berikut 1 Keterangan F = Gaya pembebanan N m = Massa plastik yang terbeban kg g = Konstanta gaya gravitasi m/s2 Jika dikonversikan pembebanan tersebut memiliki nilai sebesar 50N; 100N; 200N dan 500N. Pembebanan diletakkan pad bagian bawah pisau karena yang mengalami pembebanan saat pisau bekerja. Pembebanan pada model di tunjukkan pada Gambar 6. Gambar 5. Penentuan kondisi awal model Tabel III Kondisi kerja pisau pemotong Gambar 6. Penentuan pembebanan pada model Post processing pada bagian permodalan yaitu penentuan hasil yang diperoleh pada simulasi model pisau mesin pencacah plastik. Parameter hasil proses simulasi pada model ini antara lain total deformation, equivalent elastic strain, equivalent stress dan safety factor. Penentuan nilai strain dan stress secara teoritis dapat diselesaikan dengan persamaan berikut 2 Keterangan Penentuan kondisi awal fixed support Penentuan gaya pada benda kerja JTT Jurnal Teknologi Terapan Volume 7, Nomor 1, Maret 2021 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 48 = Tegangan yang terjadi = Regangan = Poison ratio E = Modulus young Sedangkan untuk perhitungan angka keamanan atau safety factor dapat di tunjukkan dengan persamaan berikut 3 Keterangan = Angka Keamaan = Tegangan yang diijinkan bahan = Tegangan yang diterima bahan III. HASIL DAN PEMBAHASAN Equivalent Stress Simulasi pemodelan simulasi pada pisau mesin pencacah plastik menggunakan metode elemen hingga untuk menghitung nilai-nilai untuk menemukan solusi perkiraan untuk permasalahan nilai batas pada suatu model. Simulasi model 3D pada pisau mesin pencacah plastik menggunakan analisa tegangan statis dengan tidak adanya pengaruh getaran dan dinamika. Hasil analisa variasi pembebanan pada simulasi model 3D menunjukkan adanya bentuk yang sama terhadap persebaran tegangan pada model pisau pencacah plastik yang di tunjukkan pada Gambar 7, Gambar 8, Gambar 9, dan Gambar 10. Kontur hasil pemodelan menunjukkan sisi luar pisau dan sisi mata pisau yang memiliki nilai tegangan tertingginya Pranoto et al., 2020. Hal tersebut dikarenakan daerah mata pisau merupakan daerah yang memiliki ketebalan lebih tipis dari daerah lainnya sehingga tegangan menginisiasikan dari daerah yang paling tipis Kumaran et al., 2020. Gambar 7. Hasil Simulasi tegangan pada variasi beban 5kg/jam Gambar 8. Hasil Simulasi tegangan pada variasi beban 10 kg/jam Gambar 9. Hasil Simulasi tegangan pada variasi beban 20 kg/jam Gambar 10. Hasil Simulasi tegangan pada variasi beban 50 kg/jam Gambar 11 menunjukkan adanya kenaikan nilai tegangan dengan bertambahnya kapasitas mesin pada pisau pencacah plastik. Hasil dari pemodelan didapatkan nilai tegangan maksimum pada variasi pembebanan 5kg/jam, 10 kg/jam, 20 kg/jam dan 50kg/jam secara berturut-turut yaitu 23,379 x 10-3 MPa; 46,759 x 10-3 MPa; 95,518 x 10- JTT Jurnal Teknologi Terapan Volume 7, Nomor 1, Maret 2021 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 49 3 MPa dan 233,79 x 10-3 MPa, sedangkan untuk tegangan minimum yaitu 3,239 x 10-3 MPa; 6,478 x 10-3 MPa; 12,957 x 10-3 MPa dan 32,392 x 10-3 MPa. Hasil pemodelan dengan variasi pembebanan pada pisau pencacah plastik tersebut didapatkan nilai tegangan yang selalu meningkat seiring dengan naiknya kapasitas yang digunakan pada mesin pencacah plastik. Hal tersebut dikarenakan penentuan tegangan memiliki perbandingan yang lurus dengan besaran gaya yang diterima suatu benda Sitepu and Hamzah, 2016. Hal ini juga memperlihatkan nilai Tegangan terbesar pada pembebanan 50kg/jam yaitu dengan nilai 233,79 x 10-3 MPa. Nilai tegangan tersebut masih aman dibawah nilai batas tegangan yang diijinkan pada bahan yang digunakan pada pembuatan mesin pencacah plastik tersebut Djumhariyanto, 2016. Gambar 11. Grafik hasil pemodelan tegangan dengan variasi pembebanan Equivalent Elastic Strain Regangan merupakan salah satu aspek luaran pada model simulasi yang dipengaruhi jenis bahan. Gambar 12, Gambar 13, Gambar 14 dan Gambar 15 menunjukkan hasil dari simulasi model pada pisau pencacah plastik yang telah dilakukan. Variasi pembebanan pada simulasi model tidak mempengaruhi bentuk kontur regangan yang dihasilkan. Nilai regangan terbesar berada di bagian tepi yang dapat menginisiasikan regangan ke seluruh model. Bentuk kontur regangan memiliki kemiripan dengan bentuk kontur tegangan hasil simulasi pemodelan. Hal tersebut dikarenakan distribusi tegangan dan regangan dipengaruhi oleh kondisi pembebanan yang diterapkan pada model simulasi Ramadhan, Mangalla and Samhuddin, 2018. Kesamaan tersebut dapat dibuktikan dengan teoritis dengan persamaan dasar dari hukum hooke pada suatu bahan sebagai berikut Erokhin, Kalachnikov and Kalashnikov, 2018 4 Dimana merupakan tegangan, E merupakan modulus young’s, dan merupakan regangan atau sering diberikan simbol . Persamaan tersebut memperlihatkan adanya keterkaitan dengan yang memiliki perbandingan yang berkesinambungan. Gambar 12. Hasil Simulasi regangan pada variasi beban 5kg/jam Gambar 13. Hasil Simulasi regangan pada variasi beban 10kg/jam Gambar 14. Hasil Simulasi regangan pada variasi beban 20kg/jam JTT Jurnal Teknologi Terapan Volume 7, Nomor 1, Maret 2021 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 50 Gambar 15. Hasil Simulasi regangan pada variasi beban 50kg/jam Gambar 16. Grafik hasil pemodelan regangan dengan variasi pembebanan Gambar 16 menunjukkan hasil simulasi model pisau pencacah plastik antara regangan dengan variasi beban. Nilai regangan akan naik seiring dengan naiknya pembebanan pada pisau pencacah plastik. Hasil dari pemodelan didapatkan nilai regangan maksimum dengan variasi pembebanan 5kg/jam, 10 kg/jam, 20 kg/jam dan 50kg/jam berturut-turut adalah 1,211 x 10-7m/m; 2,423 x 10-7m/m; 4,845 x 10-7m/m dan 12,114 x 10-7m/m, sedangkan untuk regangan minimum yaitu 0,179 x 10-7m/m; 0,357 x 10-7m/m; 0,715 x 10-7m/m dan 1,767 x 10-7m/m. Nilai regangan terbesar pada simulasi pemodelan yaitu 12,114 x 10-7m/m pada variasi kapasitas 50kg/jam. Total Deformation Deformasi merupakan salah satu luaran dari simulasi model pada pisau pencacah plastik yang diperlukan untuk menentukan model yang digunakan cukup tangguh untuk menahan beban sesuai yang diberikan Wibawa, 2019. Hasil dari simulasi pemodelan terlihat persebaran deformasi berada di bagian tepi model. Gambar 17, Gambar 18, Gambar 19 dan Gambar 19 menunjukkan kontur dari distribusi deformasi pada model pisau pencacah plastik hasil simulasi. Bentuk tersebut menunjukkan ketidak signifikan dari deformasi pada model pisau pencacah plastik sehingga terlihat bahwa pisau tidak akan berubah bentuk geometri setelah menerima beban. Hal tersebut dikarenakan tegangan yang diberikan masih berada di daerah elastis bahan yang digunakan Yin and Xu, 2018. Deformasi menjadi aspek penting dalam analisa ini dikarenakan dapat merubah bentuk komponen sehingga dapat menjadikan pisau menurun secara fungsi kegunaannya Pranoto et al., 2020. Gambar 17. Hasil Simulasi deformasi pada variasi beban 5kg/jam Gambar 18. Hasil Simulasi deformasi pada variasi beban 10kg/jam JTT Jurnal Teknologi Terapan Volume 7, Nomor 1, Maret 2021 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 51 Gambar 19. Hasil Simulasi deformasi pada variasi beban 20kg/jam Gambar 20. Hasil Simulasi deformasi pada variasi beban 50kg/jam Gambar 21. Grafik hasil pemodelan deformasi dengan variasi pembebanan Gambar 21 menunjukkan grafik deformasi dengan variasi pembebanan hasil pemodelan simulasi. Nilai deformasi akan naik seiring dengan kenaikan kapasitas yang diterima dari pisau pencacah plastik. Hasil dari pemodelan didapatkan nilai deformasi dengan variasi pembebanan 5kg/jam, 10 kg/jam, 20 kg/jam dan 50kg/jam berturut-turut adalah 2,028 x 10-10m; 4,056 x 10-10m; 8,113 x 10-10m dan 20,282 x 10-10m, sedangkan untuk deformasi minimum seluruh variasi yaitu 0 m atau tidak terjadi perubahan apapun. Nilai regangan terbesar pada simulasi pemodelan yaitu 20,282 x 10-10m pada variasi kapasitas 50kg/jam. Hasil simulasi pemodelan ketika pisau pencacah plastik diberi beban yang paling tinggi, pisau tidak berubah secara signifikan deformasinya. Hal tersebut menunjukkan bahwa komponen tidak akan rusak dan dapat diterapkan pada kegunaannya Pratama and Mahardika, 2018. Safety Factor Faktor keamanan atau safety factor merupakan salah satu aspek yang digunakan untuk mengevaluasi agar sebuah perancangan terjamin keamanan dari dimensi yang maksimal. Faktor keamanan dapat ditentukan dengan perbandingan antara tegangan yang diberikan pada desain dengan tegangan luluh pada bahan Wibawa, 2019. Hasil dari simulasi model ditunjukkan pada Gambar 22, Gambar 23, Gambar 24 dan Gambar 25 yang memiliki nilai minium dan maksimum 15. Distribusi hasil simulasi pemodelan menunjukkan bahwa distribusi merata angka keamanan pada seluar daerah atau bagian yang ada pada model pisau mesin pencacah plastik. Hasil angka keamanan tersebut menunjukkan keamanan pada model perancangan pisau mesin pencacah plastik aman dari pembebanan yang diberikan. Keamanan suatu komponen dapat ditunjukkan dengan nilai safety factor yang didapatkan >1 dari tegangan yang bekerja Pranoto et al., 2020. Secara umum nilai faktor keamanan dari penelitian ini sudah memenuhi syarat untuk mampu menahan beban. Gambar 22. Hasil Simulasi angka keamanan pada variasi beban 5kg/jam JTT Jurnal Teknologi Terapan Volume 7, Nomor 1, Maret 2021 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 52 Gambar 23. Hasil Simulasi angka keamanan pada variasi beban 10kg/jam Gambar 24. Hasil Simulasi angka keamanan pada variasi beban 20kg/jam Gambar 25. Hasil Simulasi angka keamanan pada variasi beban 50kg/jam IV. PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan pemaparan analisa dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa distribusi tegangan, regangan dan deformasi pada pemodelan pisau mesin pencacah plastik dengan variasi pembebanan pada 5kg/jam, 10kg/jam, 20 kg/jam dan 50 kg/jam mengalami peningkatan disetiap pembebanan yang diberikan. Nilai tegangan, regangan dan deformasi terbesar berada pada pembebanan 50kg/jam sebesar 233,79 x 10-3 MPa; 12,114 x 10-7m/m dan 20,282 x 10-10m. Nilai faktor keamanan setiap variasi pembebanan memiliki nilai 15. Hal tersebut menunjukkan bahwa model perancangan dari pisau mesin pencacah plastik aman digunakan karena nilai faktor keamanannya > 1 dari tegangan yang bekerja pada benda kerja. Model yang sudah dirancang dan bahan HSS 18% dapat direkomendasikan sebagai pisau mesin pencacah plastik. Saran Saran yang diberikan yaitu adanya penelitian selanjutnya dengan desain dan pemilihan badan yang lain agar mengetahui perbandingan dari penggunaan bahan yang digunakan. Selain itu penelitian tentang fatigue life bahan sangat diperlukan untuk mengetahui umur pakai pada perancangan model yang digunakan. V. DAFTAR PUSTAKA Anggraeni, N. D. and Latief, A. E. 2017 Modifikasi Mata Pisau Mesin Pencacah Plastik Tipe Polyethylene’, in Seminar Nasional Rekayasa dan Aplikasi Teknik Mesin di Industri – XVI, pp. 69–78. Anggraeni, N. D. and Latief, A. E. 2018 Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik Tipe Gunting’, Jurnal Rekayasa Hijau, 22, pp. 185–190. Djumhariyanto, D. 2016 Analisa Tegangan Poros Roda Mobil Listrik Dengan Metode Elemen Hingga’, J-Proteksion, 11, pp. 8–14. Erokhin, K. M., Kalachnikov, E. S. and Kalashnikov, N. P. 2018 Relation between the Young’s Modulus in Hooke’s Law and the Binding Energy of a Single Atom in Solid’, International Journal of Advanced Research in Physical Science IJARPS, 512, pp. 38–40. Fatimura, M. 2020 Evaluasi Kinerja Reaktor Pirolisis Non Katalis Dalam Mengkonversikan Limbah Plastik Menjadi Bahan Bakar Minyak’, Jurnal Ilmiah Teknik Kimia, 41, pp. 1–7. Karuniastuti, N. 2013 Bahaya Plastik terhadap JTT Jurnal Teknologi Terapan Volume 7, Nomor 1, Maret 2021 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 53 Kesehatan dan Lingkungan’, Swara Patra Majalah Pusdiklat Migas, 31, pp. 6–14. Kumaran, P. et al. 2020 Design and analysis of shredder machine for e - Waste recycling using CATIA’, IOP Conference Series Materials Science and Engineering, 9931, pp. 0–7. Mulyadi, S. and Hermawan, Y. 2015 Analisa Kegagalan Produk Cutting Disc Mesin Pemotong Krupuk Singkong Dengan Metode Elemen Hingga’, Rotor, 82, pp. 1–9. Nasr, M. F. and Yehia, K. A. 2019 Stress Analysis of a Shredder Blade for Cutting Waste Plastics’, Journal of International Society for Science and Engineering, 11, pp. 9–12. Orhorhoro, E. K., Ikpeand, A. E. and Tamuno, R. I. 2016 Performance Analysis of Locally Design Plastic Crushing Machine for Domestic and Industrial Use in Nigeria’, EJERS, European Journal of Engineering Research and Science, 12, pp. 26–30. Pranoto, S. H. et al. 2020 Desain dan Analisis Mata Pisau Pencacah Untuk Pengolahan Sampah Plastik Menggunakan Finite Element Analysis’, Infotekmesin, 112, pp. 147–152. Pratama, J. and Mahardika, M. 2018 Finite element analysis to determine the stress distribution, displacement and safety factor on a microplate for the fractured jaw case’, AIP Conference Proceedings, 1941, pp. 1–7. Ramadhan, M. S., Mangalla, L. K. and Samhuddin 2018 Perancangan Dan Simulasi Frame Mobil Gokart’, ENTHALPY-Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin PERANCANGAN, 32, pp. 1–10. Reddy, S. and Raju, T. 2018 Design and Development of mini plastic shredder machine’, in IOP Conference Series Materials Science and Engineering, pp. 1–6. Rusdiyana, L. et al. 2016 Desain dan analisa pisau penghancur bonggol jagung sebagai bahan pakan ternak’, Jurnal Energi Dan Manufaktur, 91, pp. 49–53. Sitepu, G. and Hamzah 2016 Analisis Kekuatan Struktur “ Tank Deck ” Kapal LCT AT 117 M TNI AL’, Jurnal Riset dan Teknologi Kelautan, 141, pp. 39–48. Syamsiro, M., Hadiyanto, A. N. and Mufrodi, Z. 2016 Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik Sebagai Bahan Baku Mesin Pirolisis Skala Komunal’, Jurnal Mekanika dan Sistem Termal JMST, 12, pp. 43–48. Wibawa, L. A. N. 2019 Desain dan Analisis Tegangan Alat Pengangkat Roket Kapasitas 10 Ton Menggunakan Metode Elemen Hingga’, Jurnal Energi dan Teknologi Manufaktur JETM, 201, pp. 23–26. Widjanarko 2015 Pemilihan Pisau Potong Mesin Perajang Limbah Plastik Dengan Metode Quality Function Deployment Qfd Dan Value Engineering Ve Sebagai Alternatif Peningkatan Taraf Hidup’, Rotor, 8April. Yepes, C. P., Pelegrina, R. M. A. and Pertuz, M. G. J. 2018 Analysis by means of the finite element method of the blades of a PET shredder machine with variation of material and geometry’, Contemporary Engineering Sciences, 1183, pp. 4113–4120. Yetri, Y., Sawir, H. and Hidayati, R. 2016 Rancang Bangun Mesin Pencacah Sampah Dan Limbah Plastik’, in Seminar Nasional pengabdian kepada masyarakat, p. 375385. Yin, Z. and Xu, L. 2018 Finite element analysis and optimization design of paper cutter cutting blade based on ANSYS’, in Proceedings International Conference on Robots and Intelligent System, pp. 475–478. ... Hasil simulasi pemodelan static structur terlihat pada Gambar 5, Gambar 6, Gambar 7, Gambar 8 dan Gambar 9. Hasil gambar tersebut menunjukkan sebaran deformasi terlihat pada bagian sisi bawah ke arah atas allen key. Distribusi pola kontur tersebut menunjukkan tidak signifikan deformasi pada pemodelan allen key sehingga bentuk geometri tidak mengalami perubahan bentuk setelah menerima pembebanan yang diberikan [12]. Hal tersebut mengartikan tegangan yang diberikan masih berada di area elastis bahan, selain itu deformasi menjadi aspek terpenting ketika melakukan analisa hal ini dikarenakan dapat merubah bentuk dan menurunkan kegunaan dari allen key [12]- [14]. ...... Distribusi pola kontur tersebut menunjukkan tidak signifikan deformasi pada pemodelan allen key sehingga bentuk geometri tidak mengalami perubahan bentuk setelah menerima pembebanan yang diberikan [12]. Hal tersebut mengartikan tegangan yang diberikan masih berada di area elastis bahan, selain itu deformasi menjadi aspek terpenting ketika melakukan analisa hal ini dikarenakan dapat merubah bentuk dan menurunkan kegunaan dari allen key [12]- [14]. N, 175N, 225N, 275N, dan 325N diperoleh nilai deformasi maximum berturut-turut sebesar 3,4283 mm, 4,7996mm, 6,1709mm, 7,5422mm, dan 8,9135mm. ...... Salah satu aspek luaran yang dihasilkan dari simulasi pemodelan static structure pada allen key adalah regangan, selain itu jenis bahan yang digunakan juga akan berpengaruh terhadap hasil regangannya [12]. Gambar 10, Gambar 11, Gambar 12, Gambar 13, dan Gambar 14 menunjukkan hasil simulasi pemodelan tidak berpengaruh hasil dari bentuk kontur regangan. ...Allen key merupakan alat bantu untuk mengencangkan, melonggarkan dan melepas baut bekepala segi enam. Alat bantu harus mampu menahan beban dan menahan kontak. Simulasi pemodelan allen key dilakukan untuk mengetahui pengaruh deformasi dan angka keamanan dari sebuah desain. Software ANSYS membantu untuk menganalisis pemodelan. Parameter deformasi, regangan, tegangan mengalami kenaikan disetiap variasi pembebanan dengan nilai terbesar pada variasi beban 325N nilai deformasi sekitar 8,9135mm, Regangan sebesar 2,2 x 10-3mm, tegangannya sebesar 4,54 x 102Mpa. Angka keamanan setiap variasi pembebanan adalah 15, nilai tersebut menunjukkan desain, variasi yang diberikan dan jenis material aman untuk digunakan sampai pembebanan paper presents a procedure for static stress analysis of a given shredder blade with three cutting edges used for cutting Polyethylene Terephthalate PET waste plastics. Solid Works was used for generating the blade geometry and shape. This procedure gives detailed steps for calculating the distributed applied cutting forces at the edge of the blade. The blade material is selected to be low carbon steel with known physical and mechanical properties. Finite Element Analysis with ANSYS is then implemented for calculating the induced stresses and strains throughout the blade structure. The 3D modeling of the blade was imported to the ANSYS. Finite element –type “SOLID 185” was implemented for the present stress analysis. Meshing of the 3D model has been implemented with smart mesh density level 3 It was found from attained results that the maximum stress resulting from the applied cutting forces is well below the allowable stress of the blade material Lasinta Ari Nendra WibawaThis study examines the design and stress analysis of a 10-ton capacity rocket lifting device using the finite element method. The material used is Aluminum alloy 7075. Finite element analysis is done numerically by using Autodesk Inventor Professional 2017 software. The simulation results show that the structure of the rocket lift has Von Mises stress, deformation, mass, and safety factors of MPa, mm, kg, and Ejiroghene Kelly OrhorhoroThis paper is focused on the performance analysis of locally design plastic crushing machine for domestic and industrial use in Nigeria. A plastic crushing machine designed and fabricated from locally sourced materials were used to crushed plastic materials mainly to reduced plastic wastes dumped across Nigeria cities. Performance analysis was carried out on the plastic crushing machine and the efficiency was calculated as while the average machine through put capacity was determined as considering the results obtained, the plastic crushing machine was efficient enough to be use domestically and and fabrication of plastic shredding machine has been conducted to supply the feedstock for pyrolysis of waste plastics to produce liquid oil. The machine has a capacity of 20-30 kg/h depending on the plastic type and thickness. We propose the integrated system for pyrolysis of waste plastics in small or medium scale which utilize our product as a source of energy for pyrolysis and shredding machine. The gaseous and solid products can be used for pyrolysis while the liquid oil will be used for powering the shredding machine. The excess liquid oil can be used as a fuel for household and small enterprise by employing pressurized cooking stove. The preliminary test shows that the shredding machine can be used for crushing PET bottle smoothly with the capacity of 14 kg/h. The capacity can be increased by adding the material input and by employing water to push the shredded plastic flowing and analysis of shredder machine for e -Waste recycling using CATIAP KumaranKumaran, P. et al. 2020 'Design and analysis of shredder machine for e -Waste recycling using CATIA', IOP Conference Series Materials Science and Engineering, 9931, pp. element analysis to determine the stress distribution, displacement and safety factor on a microplate for the fractured jaw caseJ PratamaM MahardikaPratama, J. and Mahardika, M. 2018 'Finite element analysis to determine the stress distribution, displacement and safety factor on a microplate for the fractured jaw case', AIP Conference Proceedings, 1941, pp. Dan Simulasi Frame Mobil GokartM S RamadhanL K MangallaSamhuddinRamadhan, M. S., Mangalla, L. K. and Samhuddin 2018 'Perancangan Dan Simulasi Frame Mobil Gokart', ENTHALPY-Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin PERANCANGAN, 32, pp. 1-10. Alamattempat pemesanan pisau mesin penghancur plastik. Untuk pemesanan pisau crusher ataupun spare part mesin idustri lainnya, langsung saja hubungi kami di 083815500070 (Bapak Sholeh), Email: jasamachining@ visit langsung ke alamat kami di KP. Jati, RT.004/005 Cikarang Kota, Kec. FilterDapurAksesoris DapurPeralatan BakingOlahragaHiking & CampingRumah TanggaTamanPertukanganAlat PerkebunanMasukkan Kata KunciTekan enter untuk tambah kata produk untuk "pisau pencacah" 1 - 60 dari cacah tulang daging tebal-kapak baja-sabit 24AdMESIN PENCACAH PLASTIK PISAU 1%Kab. TangerangGading 4AdTerlarisgolok kebun full tang asli-parang baja-pisau cacah-asli baja per 70+AdPisau Dapur Slicer Knife Stainless Steel Gagang Kayu Super Tajam - BaratHESTIA 250+AdTerlarisPisau Koki Super Tajam JAPANESE SUPER KNIFE Stainless Steel Pisau BaratBEC House Official 750+TerlarisBright Crown Pisau Daging Super Tajam Pencacah Tulang Daging TangerangBright Crown 50+Home LivingCypruz Chopper Pencacah Bumbu Gilingan Pisau Double Mesin Atas TokopediaCypruz 10pisau pencacah daging/pengupas kelapa muda 2Mata Pisau Pencacah Sayur SDL160 Pisau Cacah Sayur Mesin SDL 1%Jakarta 3Spare Part Pisau Blade Set Mesin Pencacah Sayur Food Cutter 1%Jakarta TimurWillman Official StoreTerjual 1 Hubunganantara bentuk sudut pisau pencacah dan ukuran hasil cacahan. Read More ; Judul Situs - Jual Pisau Giling Plastik. JUAL PISAU MESIN CRUSHER PENCECAH PLASTIK & SERVICE MESIN PLASTIK, REKONDISI,FABRICATION Kami terima pembuatan pisau pencacah plastik, pisau yang kami buat terbuat dari bahan cold work tools steel yang memang diakui duniaCaramembuat mesin penghancur plastik jenis crusher. Sep 15, 2021 · Untuk pisau putar itu menempel pada rotor ( AS ) dan rotor ini digerakkan oleh mesin penggerak , ketika mesin penggerak berputar maka pisau juga akan ikut berputar , sedangkan pisau diam di ikat pada dinding chamber crusher Hubungan antara bentuk sudut pisau pencacah dan.